Forskere forvandler sporingskoder til uklasserbare skyer for at godkende ægte 3D-trykte dele

Det globale marked for 3D-trykte dele er en virksomhed på $ 5 milliarder med en global forsyningskæde, der involverer internet, e-mail, og skyen - hvilket skaber en række muligheder for forfalskning og tyveri af intellektuel ejendomsret. Fejlbehæftede dele, der er udskrevet fra stjålne designfiler, kan give frygtelige resultater:eksperter forudser, at inden 2021 ville 75 procent af nye kommercielle og militære fly vil flyve med 3D-printet motor, flyramme, og andre komponenter, og brugen af ​​AM til produktion af medicinske implantater vil vokse med 20 procent om året i løbet af det næste årti.

Et team på NYU Tandon School of Engineering har fundet en måde at bevise oprindelsen af ​​en del ved at anvende QR-koder (Quick Response) på en innovativ måde til unik enhedsidentifikation. I det seneste nummer af Avancerede tekniske materialer , forskerne beskriver en metode til at konvertere QR-koder, stregkoder, og andre passive mærker i tredimensionelle funktioner, der er skjult på en sådan måde, at de hverken kompromitterer delens integritet eller annoncerer sig selv for forfalskere, der har midler til at ombygge delen.

Noteret materialeforsker Nikhil Gupta, en lektor i maskinteknik ved NYU Tandon; Fei Chen, en doktorand under Gupta; og fælles NYU Tandon og NYU Abu Dhabi forskere Nektarios Tsoutsos, Michail Maniatakos og Khaled Shahin, detaljer, hvordan de udnyttede AM-udskrivningsprocessen lag for lag til at omdanne QR-koder til et spil 3D skak. Guptas team udviklede et skema, der "eksploderer" en QR-kode i en computerassisteret design (CAD) -fil, så den præsenterer flere falske ansigter-dummy QR-tags-til en mikro-CT-scanner eller anden scanningsenhed. Kun en betroet printer eller slutbruger ville kende den korrekte front-on-retning for scanneren til at fange det legitime QR-kodebillede.

"Ved at konvertere et relativt simpelt todimensionalt mærke til en kompleks 3D-funktion, der omfatter hundredvis af små elementer spredt i den trykte komponent, vi er i stand til at skabe mange falske ansigter, 'som lader os skjule den korrekte QR -kode for alle, der ikke ved, hvor de skal lede, "Sagde Gupta.

Holdet testede forskellige konfigurationer – lige fra at distribuere en kode på tværs af kun tre lag af objektet, at fragmentere koden til op til 500 små elementer - på termoplast, fotopolymerer, og metallegeringer, med adskillige printteknologier, der almindeligvis anvendes i branchen.

Chen, undersøgelsens hovedforfatter, sagde, at efter at have indlejret QR-koder i så simple objekter som kuber, barer, og kugler, teamet stresstestede delene, fandt ud af, at de indlejrede funktioner havde ubetydelig indvirkning på den strukturelle integritet.

"For at skabe typiske QR-kodekontraster, der er læsbare for en scanner, skal du indlejre det, der svarer til tomme mellemrum, " forklarede hun. "Men ved at sprede disse små fejl over mange lag var vi i stand til at holde delens styrke inden for acceptable grænser."

Tsoutsos og Maniatakos udforskede trusselsvektorer for at afgøre, hvilke AM -sektorer der bedst tjener denne sikkerhedsteknologi, et trin, som Gupta sagde var afgørende i forskningen.

"Du skal være omkostningseffektiv og matche løsningen til trusselsniveauet, "forklarede han." Vores innovation er især nyttig til sofistikerede, højrisikosektorer såsom biomedicin og rumfart, hvor kvaliteten af ​​selv den mindste del er kritisk. "

En artikel fra 2016 af Gupta og et team af forskere, der inkluderede Maniatakos og Tsoutsos i JOM , Journal of the Minerals, Metals &Materials Society undersøgt, hvordan fejl forårsaget af udskriftsorientering og indsættelse af fine defekter kunne være fokuspunkter for AM-cyberangreb. Papiret var den mest læste ingeniørforskning det år blandt Springer's over 245 ingeniørtidsskrifter. I et papir sidste år i Materialer og design , Gupta detaljerede metoder til at indsætte uopdagelige fejl i CAD -filer, så kun en pålidelig printer korrekt kunne producere delene.